处理污水中重金属的方法范文

[关键词]重金属污染土壤水防治

[中图分类号]X52[文献标识码]A[文章编号]1003-1650（2013）08-0230-01

重金属对水体及土壤的污染形势是很严峻的，据资料显示，每年我国有1200万吨粮食收到不同程度的不同重金属的污染，直接经济损失超过200亿元，每年能多养活4000万人，并且这一数字还在逐年增长，这些污染大都是由于土壤或灌溉用水受重金属污染而造成，重金属污染有着较强的不可预见性，因此对其防治有很大的困难，而预防才是王道。

一、重金属的来源及其种类

1.重金属的来源

重金属的主要来源还是工业污染，当然，或多或少也有来自交通以及我们生活垃圾的污染，在工业污染中，来自化工行业的污染占了相当大的比例，其次就是发电厂、钢铁厂，最常见的就是工业中的三废：废水、废弃、废渣，三废当中含有大量的重金属及其化合物，不经处理便直接排放，直接导致水资源和土壤污染，当人们用了这种被污染的水去灌溉庄稼，在被污染的土地上种庄稼，就会严重影响庄稼的收成，重金属也就随植物链传到人类，对人们的健康造成了严重的影响[1]。近几年，有环保学者提出：中国的化工企业的工艺、设备、技术研发较落后，是造成污染严重的主要原因，而人为的环保意识以及地方保护环保意识的淡薄，加剧了污染，强化治理迫在眉睫。生产企业应放眼未来，倡导环保，化工生产过程尽量使用少污染和无污染的原材料。

2.重金属的分类

2.1汞污染

汞是一种唯一的在常温下为液态的金属，在自然界中普遍存在，一般动物植物中都含有微量的汞，因此我们的食物中，都有微量的汞存在，可以通过排泄、毛发等代谢，不影响健康。

但是，随着工农业的迅速发展，目前国内对汞的需求量还是很高的，问题在于这些重金属用完之后生成的其氧化物或杂质如何处理，过量的汞如何处理，这些都是问题的关键之处，据调查，每年因汞中毒而死亡的人数并不在少数，如何防范含汞废水进入农业用水系统，已经迫在眉睫，是我们不得不去面对的问题。

2.3铅污染

铅是一种柔软的白色金属，是我国最早发现的元素之一，很容易生锈，但不失光泽，铅在工业中最重要的用途就是制造蓄电池，因此，水资源和土壤中铅污染的主要来源就是人们对废弃蓄电池的随意丢弃，而铅的化合物，常被用于合成五彩缤纷的颜料，在铅的众多化合物中，最重要的就是四乙基铅，常用于汽油防爆剂，铅的毒性随量而增大，其主要是通过人的皮肤接触，或者是消化道、呼吸道等进入人体器官，铅含量多者可引起器官病变，铅的主要毒性表现在贫血，神经受到损伤或者造成肾功能不全，生活中的铅给我们带来了无限的色彩和快乐，但是食物中的铅却能给人带来痛苦。

二、重金属对水体及土壤污染现状

1.重金属对水体污染现状

水体中重金属污染物的来源十分广泛，最主要的是工矿企业排放的废物和污水。由于这些工厂排放的污染物数量大，分布范围广，因而受污染的区域很大，较难控制，危害严重[2]。重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中富集，如果超过人体所能耐受的限度，会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等，对人体会造成很大的危害。在我国，最近的一起重金属污染事件是2011年3月中旬，浙江台州市路桥区峰江街道，一座建在居民区中央的“台州市速起蓄电池有限公司”引起168名居民血铅超标，是近几年来浙江发生的最严重的一次重金属污染事件，其原因就是电池公司将含有大量铅的废水排入河渠，渗入地下，居民喝了地下水之后铅严重超标，而作为最大的洋垃圾市场，台州市每年从垃圾中拆解的价值高达200亿人民币，但是拆解之后的剩余物却随意丢弃，丢弃的重金属垃圾对空气和水资源造成了严重的污染。目前，我国的重金属对水体的污染正在逐年加剧，如若不采取措施，不过十几年的时间，我们将生活在一个被重金属污染的世界，想治理都治理不完。

二、重金属对水体污染的防治措施

1.加快含重金属废水废气治理

废水和废气是化工行业最普遍的污染物，也是和人类息息相关的一些污染，针对这些废水和废气，怎么处理成为了一个棘手的问题，对于废水的处理，目前，有三种最为让人接受的方法，物理处理法，即利用污染物的物化性质来除掉废水中的污染物，化学处理法，是指利用化学反应原理处理或回收废水中的溶解物或胶体中的物质，包括中和，氧化，还原絮凝法。最后一种方法是生化处理法，这种方法是指利用微生物在废水中对有机物进行氧化分解的新陈代谢过程，包括活性污泥法，生物滤池，氧化塘等方法。

2.强化含重金属固体废物污染防治

固体废弃物是化工三废中种类最多数量最大的一种污染物，其每年排出的数量有数亿吨，破坏了植被，排入水源，对农业用水造成了严重的污染，进一步转化就会进入大气，化工废渣的种类繁多，成分复杂，处理方法并不像废水废气那样有成套的系统和装置。而是根据其化学组成选用不同的方法，对于有机化工废物的处理，目前，采用较多的方法有热分解法，焚烧法和再生利用法，近几年发展最受欢迎的是再生利用法，将废物经过多次的回收利用，将其中有用成分提取出来，加工成其他产品。其次就是对无极废物的处理，其主要方法有3种，分别是可以作为二次原料资源，或者是提取其中的有用成分用于农业生产，对那些没有什么利用价值或者已经提取有用成分的部分废物，可以再加工为建筑材料。

三、结论

目前，我国重金属对水体污染已经相当严重了，尤其是化工行业，是最主要的重金属污染源中，如若不及时治理，将对国民经济造成严重损失，对人们的身心健康造成巨大的伤害，因此，解决重金属污染问题已经迫在眉睫。

参考文献

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处理污水中重金属的方法范文篇2

【关键词】污泥重金属形态BCR

1前言

污泥、土壤及沉积物的重金属污染问题是全球关注的环境问题[1,2]，污泥重金属元素含量与颗粒粒径组成、有机质含量以及氧化还原条件等有关，元素总量单一指标很难反映重金属的化学特征。近年来，随着重金属污染研究的深入，有关重金属的化学形态分布是国内外研究的热点。重金属元素化学形态连续提取方法逐渐得到广泛应用。土壤及沉积物中重金属的形态分布研究中，Tessier[3]五步连续提取法应用最广[4,5]，近年来也有将欧洲参考交流局(TheCommunityBureauofReference)提出的BCR[6]提取法用于沉积物中重金属的形态分布的研究[7]。研究表明，BCR提取法稳定性及重现性好，提取精度较高，不同研究结果具有可比性[6]。国内对污泥中重金属形态研究中应用BCR提取法的较少。

本文以三明市生活污水处理厂的污泥为研究对象，用微波消解和修正的BCR提取法，在实验室分析了污泥所含重金属的种类及含量，以及重金属的形态分布情况，以期对三明市生活污水处理厂的污泥的处理处置和资源化利用提供技术参考。

2材料与方法

2.1实验材料

供试污泥样品取自三明市生活污水处理厂，污泥经自然风干、研磨、过100目筛备用。实验所用试剂均为分析纯，国药集团化学试剂公司产品。

2.2实验方法

污泥中重金属含量采用微波消解仪消解，取0.25g污泥样品加入聚四氟乙烯消解罐中，加少量水润湿，加2mL氢氟酸、6mL盐酸和3mL硝酸，放入微波消解仪消解。消解温控程序置为室温180℃6min200℃7min210℃8min220℃6min，冷却后用电热板200℃下赶酸，酸快赶尽时加1mL高氯酸继续加热，至小体积时加2mL1+2的盐酸，继续加热至小体积，趁热加去离子水至残渣完全溶解，冷却稀释待测。消解完毕后消解液澄清微黄色，说明污泥消解进行的很完全。

污泥中重金属的形态分析参照修正的BCR提取法进行，具体分析方法如下：

第1步(水溶态)：称取烘干后的样品0.5000g置于50mL聚丙烯离心管中，加入12.5mL蒸馏水(pH=7.0)，室温下(25℃)振荡2h，然后以4000rpm离心20min，取上清液过滤移入50mL容量瓶中；往残渣中加入10mL蒸馏水，振荡15min，以4000rpm离心20min，取上清液过滤移入上述容量瓶中，定容，4℃冰箱内储存备测。

第2步(弱酸提取态)：往第1步的残渣中加入20mL0.1mol/L的醋酸，用手振荡试管使残渣全部分散，室温下(25℃)振荡16h，再按前述方法离心、移液、洗涤、定容。

第3步(可还原态)：往第2步的残渣中加入20mL当天配制的0.5mol/L的盐酸羟胺(HNO3酸化，pH＝2)，室温下(25℃)振荡16h，再按前述方法离心、移液、洗涤、定容。

第4步(可氧化态)：往第3步的残渣中缓慢加入5mL30％的双氧水(HNO3酸化，pH＝2)，室温下间隔振荡1h，然后于85℃水浴加热1h，待溶液蒸至近干，凉置；5mL30％的双氧水(HNO3酸化，pH＝2)，于85℃水浴加热1h；然后加入25mL1.0mol/L的醋酸铵(HNO3酸化，pH＝2)，室温下(25℃)振荡16h，再按前述方法离心、移液、洗涤、定容。

第5步(残渣态)：取第4步的残渣于聚四氟乙烯消解罐中，按照前述重金属全量消解方法微波消解，消解液4℃下保存备测。

用于测定重金属的污泥消解液和形态提取液全部过0.45μm滤膜，装入玻璃瓶中，并加入几滴稀硝酸，4℃下保存备测。

2.3分析测定与数据处理

供试污泥TOC用固相总有机碳分析仪(日本SHIMADZUSSM-5000A型)测定，污泥重金属全量用微波消解仪(意大利MileStones.r.l.ETHOSE型)消解，污泥消解液和提取液的重金属浓度均用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(美国PerkinElmerICPOptima2100DV型)测定。污泥(固液比1:2.5，1.0mol/LKCl，振荡30min)和萃取液的pH值采用酸度计(德国SartoriusProfessionalMeterPP-15型)测定。

所有实验样品均重复三次，数据取三次的平均值。

3结果与讨论

3.1污泥中重金属的种类及含量

污泥重金属全量采用微波消解仪消解，消解结果见表1。由表1可见，三明市城市生活污水处理厂污泥含有含有Zn、Pb、Cd、Cr、Ni、Cu、Co等7种重金属，含量由高到低的顺序为Zn＞Cu＞Pb＞Cr＞Ni＞Co＞Cd，其含量分别为2513.91mg/kg、438.62mg/kg、152.3mg/kg、81.28mg/kg、35.08mg/kg、14.43mg/kg和1.58mg/kg。其中Zn超过污泥农用(酸性土壤)时的标准限制(2000mg/kg)，Zn、Cu和Cd的含量超过土壤环境质量标准的三级限值。污泥的pH值为5.29，含水率为6.48%(风干基)，总有机碳(TOC)含量为25.46％。

3.2污泥中重金属的存在形态

污泥中重金属的存在形态对重金属的溶出性质和污泥的资源化利用有重要影响。污泥中重金属的存在形态采用修正的BCR提取法分析，形态分析结果见图1。由图1可见，污泥中不同重金属的存在形态不同。Zn以残渣态和弱酸结合态为主，分别占48％和27％，氧化态和还原态分别占16％和9％，水溶态不到1％。Pb以还原态和残渣态为主，分别占59％和33％，氧化态占8％，几乎不含水溶态和弱酸结合态。Cd以还原态和氧化态为主，分别占49％和28％，残渣态和弱酸结合态各占10％左右，几乎不含水溶态。Ni主要以残渣态为主，占63％，还原态、弱酸结合态和氧化态分别占18％、12％和7％，水溶态不足1％。Cr主要以残渣态和还原态存在，分别占70％和30％，几乎不含其余三种形态。Cu以还原态和残渣态为主，分别占64％和27％，氧化态、弱酸结合态分别占6％和3％，水溶态不足1％。Co主要以还原态和残渣态存在，分别占45％和37％，弱酸结合态和氧化态分别占9％和8％，水溶态大于1％。

所以，三明市城市生活污水处理厂污泥的重金属Zn、Cr和Ni主要以残渣态为主，Cu、Pb、Co和Cd主要以还原态为主。Zn和Cd的不稳定态含量较高，具有潜在的污染影响，在污泥利用时应给予关注。

4.结论

4.1三明市生活污水处理厂的污泥含有Zn、Cu、Pb、Cr、Ni、Co、Cd等7种重金属，含量由高到低的顺序为Zn＞Cu＞Pb＞Cr＞Ni＞Co＞Cd，其含量分别为2513.91mg/kg、438.62mg/kg、152.3mg/kg、81.28mg/kg、35.08mg/kg、14.43mg/kg和1.58mg/kg。其中Zn超过污泥农用(酸性土壤)时的标准限值(2000mg/kg)。

4.2BCR提取法形态分析结果表明，污泥中重金属Zn、Cr和Ni主要以残渣态为主，Cu、Pb、Co和Cd主要以还原态为主。Zn和Cd的不稳定态含量较高，具有潜在的污染影响，在污泥利用时应给予关注。

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处理污水中重金属的方法范文

关键词：城市污泥；重金属；处理技术

中图分类号X703文献标识码A文章编号1007-7731（2017）12-0083-05

Abstract：Withtheimprovementoflivingstandardsinourcountryandurbaneconomy，constructionofurbansewagetreatmentequipmentcontinuestostrengthen.Inlarge-scalesewagetreatment，thetreatmentofheavymetalinmunicipalsludgehasbecomeamajorproblemofsludgerecycling.Thispapersummarizedthedistributionandcharacteristicsofheavymetalsinthemunicipalsludge，andintroducedthecurrentmainprocessingtechnologiesofheavymetalinmunicipalsludgeandtheiradvantagesanddisadvantages.Theapplicationprospectsofmunicipalsludgetreatmentsanditsapplicationwerealsodiscussed.

Keywords：Municipalsludge；Heavymetals；Processingtechnology

在城镇污水处理过程中，活性污泥作为吸收污染物的载体而被大量使用。截至2016年3月底，我国城镇共计建成污水处理厂3910座，污水处理能力约1.67亿t/d[1]。在污水处理过程中会产成大量的污泥堆积，这些污泥如果得不到及时有效的处理，将会给环境带来严峻的污染问题[2]。目前对城市污泥的有效处理方法主要有填埋、焚烧、投海和农用，而填埋、焚烧和投海都会不同程度的再次带来环境污染问题[3]。由于城市污泥含有大量可以作为肥料的生物化合物和有机质，可以提高土壤的肥力[4]，污泥堆肥是目前研究的热门方向之一，也是城市污泥最有前景的处理方式之一，但其中的重金属污染难以去除[5-6]，是污泥堆肥最主要的障碍。

1城市污泥中重金属含量和种类

由于我国地幅广阔，且城市污泥的来源和种类均有所不同，所以е鲁鞘形勰嘀兄亟鹗艉量和种类差异较为明显。郭广慧等[7]统计了近8年的国内外文献报道的中国城市污泥重金属含量，结果表明，主要的超标金属有As、Hg、Cu、Cr、Zn、Cd、Ni和Pb，且不同金属在不同区域超标量有一定差异。邓炳波等[8]对合肥市5家污水处理厂中重金属进行了分析，结果表明，各污水处理厂污泥重金属浓度各异，其中部分污水处理厂污泥中As、Cd超出农用泥质A级标准，但测得各污水处理厂污泥中各重金属浓度均低于GB/T23486-2009限值。林荣科等[9]对广西城镇污水处理厂污泥中重金属进行了分析，结果表明As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn的含量均满足CJ/T309-2009《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质标准》的B级标准，可施用于相应农作物。刘亚纳等[10]研究了洛阳市3个污水处理厂污泥中Cu、Zn、Ni、Cr和Pb的含量，结果表明仅有1个污水处理厂污泥中Cu、Zn和Ni含量超过了农用泥质A级标准的限值（CJ/T309-2009）。张亚婧[11]选取了29个污泥样品对Hg、Cd、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn进行了分析，结果表明不同的污泥样品具有较大的变化范围。王涛[12]汇总并分析了国内90个污水处理厂的污泥泥质数据，结果表明城镇污水处理厂的污泥泥质总体上是适合土地利用的，重金属风险由大到小排序为：Hg、Ni、Cd、Zn、Cu、Cr、Pb、As、B。古丽戈娜等[13]对喀什污水处理厂污泥重金属进行了分析，结果表明，污泥中Cd的含量较高，超出中国酸性土壤的农用标准，而Pb含量未超出农用标准范围。王哲等[14]对包头市污水处理厂污泥重金属进行了分析，结果表明Zn、Cu、Cr、Pb、Mn5种重金属均为低潜在生态风险，所以污泥经过适当处理可以比较安全地用于园林绿化当中。白莉萍等[15]对北京地区不同污水处理厂堆肥污泥的营养元素含量变化和重金属含量状况进行了研究，结果表明，A、B型堆肥污泥的重金属含量因污泥来源和年份而异。张丽丽等[16]对我国近30年来城市污水处理厂污泥中重金属分布特征和年代变化规律进行了分析，结果表明，近30年来城市污水处理厂污泥中Cd、Pb、Cr、As、Hg、Cu、Ni、Zn平均值或中位值虽然符合GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中污泥农用时重金属控制标准限值，但数据离散且呈偏态分布，所以其中部分污泥的Cu、Zn、Cr、Hg、Ni和Cd的含量依然超标，其中Ni、Hg和Cd超标倍数相对最高。

2城市污泥中重金属的形态

重金属的生物毒性不仅与其总量有关，更大程度上由其形态分布所决定[17]。关于重金属的形态分级，还没有统一的定义方法，目前重金属形态分级采用最广泛的方法是Tessier等[18]提出的可交换态、铁-锰氧化物结合态、碳酸盐结合态、有机物结合态和残渣态5种形态。不同形态的重金属迁移能力有所不同，具体表现为：可交换态>碳酸盐结合态>铁锰氧化态>有机物结合态，残渣态比较稳定，几乎不迁移[19]。重金属的生物利用率与其迁移能力正相关，碳酸盐结合态和可交换态等迁移能力强、生物利用率高的形态称为有效态。有机结合态和铁锰氧化态迁移能力较弱，称为潜在有效态，但较容易转变为有效态。残渣态由于稳定性很强，生物利用率极低，所以又称为不可利用态[3]。BeataJanowska等[20]对污泥中Hg的形态进行了分析，结果表明虽然污泥中总Hg的浓度较高，但是其有效态含量不到总量的0.4%。邓炳波等[8]对合肥5个污水处理厂的污泥重金属形态进行了分析，结果表明不同污泥样品中各重金属元素形态分布呈现出不同规律，Cr、Cu和Pb较稳定，生物利用率较低；As的稳定性相对较差，生物利用率相对较高；Zn在污泥中稳定性最差，生物利用率最高；而Cd在不同污泥样品中的形态分布差异较大。Braga等[21]研究了6个污水处理厂污泥重金属形态与发酵产甲烷活性的关系，结果表明，Se、Zn、Ni和Fe在全部样品中均主要以有机物和硫化物形式存在，生物利用率很低；而Co和K主要以可交换态和碳酸盐态形式存在，生物利用率较高；而总Cr和总Pb的浓度很低，不会影响产甲烷活性。吴小卉等[22]利用SBR对城市污泥进行了生物沥滤，结果表明在生物沥滤后，污泥中Zn和Cu均以残渣态存在。邱明芳[23]对29个城市的污水处理厂的污泥中Hg、Cr和As的形态进行了分析，结果表明污泥中的Hg97%以上以残渣态存在，Cr和As存在的形态差别较大，但有效态比例均不足重金属全量的10%。

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